Jupiter ei ole ainult meie päikesesüsteemi suurim ja massiivseim planeet. Ta on mitmes mõttes rekordiomanik. Seega on Jupiteril planeetidest võimsaim magnetväli, see kiirgab röntgenikiirguse vahemikus ja on äärmiselt keerulise atmosfääriga. Planetoloogid näitavad selle planeedi vastu üles suurt huvi, kuna Jupiteri rolli päikesesüsteemi ajaloos, samuti selle olevikus ja tulevikus on raske üle hinnata.
Kosmoselaev Juno, mis jõudis hiiglaslikule planeedile 2016. aastal ja on praegu Jupiteri orbiidil uurimisprogrammis, aitab teadlastel lahendada paljusid selle saladusi.
Missiooni algus
Selle automaatse sondi ekspeditsiooni Jupiterisse valmistas NASA New Frontiers programmi osana, keskendudes mitmete Päikesesüsteemi erilist huvipakkuvate objektide põhjalikule uurimisele. "Juno" sai selle projekti raames teiseks missiooniks. Ta alustas 5augustil 2011 ja olles veetnud peaaegu viis aastat teel, sisenes ta 5. juulil 2016 eduk alt Jupiteri orbiidile.
Rooma mütoloogia kõrgeima jumaluse nime kandvale planeedile sõitnud jaama nimi ei valitud mitte ainult "jumalate kuninga" naise auks: sellel on teatud tähendus. Ühe müüdi järgi suutis ainult Juno vaadata läbi pilveloori, millega Jupiter oma ebasündsaid tegusid varjas. Andes kosmoselaevale nime Juno, määratlesid arendajad sellega ühe missiooni põhieesmärgi.
Probe Tasks
Planetoloogidel on Jupiterile palju küsimusi ja vastused neile sõltuvad automaatjaamale pandud teaduslike ülesannete täitmisest. Olenev alt õppeobjektist saab need ülesanded ühendada kolmeks põhikompleksiks:
- Jupiteri atmosfääri uurimine. Nähtavate pilvede all asuvate atmosfääri sügavate kihtide gaasivoogude rafineeritud koostis, struktuur, temperatuuriomadused, dünaamika - see kõik pakub teadlastele, Juno teadusprogrammi autoritele, suurt huvi. Kosmoselaev, õigustades talle antud nime, vaatab oma instrumentidega kaugemale, kui on seni olnud võimalik.
- Hiiglase magnetvälja ja magnetosfääri uurimine. Rohkem kui 20 tuhande km sügavusel on kolossaalse rõhu ja temperatuuri juures tohutud vesiniku massid vedela metalli olekus. Selles tekitavad hoovused võimsa magnetvälja ning teadmised selle omadustest on olulised planeedi ehituse ja kujunemisloo selgitamiseks.
- Gravitatsioonivälja struktuuri üksikasjade uurimine on vajalik ka planeediteadlastele Jupiteri ehituse täpsema mudeli koostamiseks. See võimaldab meil enesekindlam alt hinnata planeedi sügavaimate kihtide massi ja suurust, sealhulgas selle tahke sisemise tuuma.
Juno teadusvarustus
Kosmoselaeva konstruktsioon näeb ette mitme ül altoodud probleemide lahendamiseks mõeldud instrumentide kaasaskandmise. Nende hulka kuuluvad:
- Magnetomeetriline kompleks MAG, mis koosneb kahest magnetomeetrist ja tähejälgijast.
- Gravitatsioonimõõtmiste seadmete kosmosesegment Gravitatsiooniteadus. Teine segment asub Maal, mõõtmised ise tehakse Doppleri efekti abil.
- MWR mikrolaineradiomeeter atmosfääri uurimiseks suurel sügavusel.
- Ultraviolettspektrograaf UVS, et uurida Jupiteri aurorade struktuuri.
- JADE tööriist madala energiaga laetud osakeste jaotumise fikseerimiseks auroras.
- JEDI suure energiaga ioonide ja elektronide jaotuse detektor.
- Plasma- ja raadiolainete detektor planeedi Waves magnetosfääris.
- JIRAM infrapunakaamera.
- JunoCami optilise ulatusega kaamera, mis asetati Junole peamiselt üldsusele mõeldud tutvustamise ja harimise eesmärgil. Sellel kaameral pole teaduslikku laadi eriülesandeid.
Juno disainifunktsioonid ja spetsifikatsioonid
Kosmoselaeva stardimass oli 3625 kg. Neist vaid umbes 1600 kg langeb jaama enda osale, ülejäänud mass - kütus ja oksüdeerija - kulub missiooni käigus ära. Lisaks jõumootorile on seade varustatud nelja orientatsiooniga mootorimooduliga. Sondi toiteallikaks on kolm 9-meetrist päikesepaneeli. Seadmete läbimõõt, välja arvatud nende pikkus, on 3,5 meetrit.
Jupiteri ümber orbiidil olevate päikesepaneelide koguvõimsus peaks missiooni lõpuks olema vähem alt 420 vatti. Lisaks on Juno varustatud kahe liitiumioonakuga, mis annavad sellele toite ajal, mil jaam on Jupiteri varjus.
Arendajad võtsid arvesse eritingimusi, milles Juno peab töötama. Kosmoselaeva omadused on kohandatud hiiglasliku planeedi võimsate kiirgusvööde pika viibimise tingimustega. Enamiku instrumentide haavatav elektroonika on paigutatud spetsiaalsesse kuubikujulisse titaankambrisse, mis on kaitstud kiirguse eest. Selle seinte paksus on 1 cm.
Ebatavalised "reisijad"
Jaamas on kolm Lego-stiilis alumiiniumist mehefiguuri, mis kujutavad Vana-Rooma jumalaid Jupiterit ja Junot ning planeedi satelliitide avastajat Galileo Galileid. Need "reisijad", nagu missiooni töötajad selgitavad, läksid Jupiterisse, et tõmmata noorema põlvkonna tähelepanu teadusele ja tehnoloogiale, et huvitada lapsi kosmoseuuringute vastu.
Suur Galileo on pardal ja portrees Itaalia kosmoseagentuuri antud spetsiaalsel tahvlil. Sellel on ka fragment kirjast, mille teadlane kirjutas 1610. aasta alguses, kus ta mainib esimest korda planeedi satelliitide vaatlust.
Jupiteri portreed
JunoCam, kuigi see ei kanna teaduslikku koormust, suutis kosmoselaeva Juno tõeliselt ülistada kogu maailmale. Fotod hiiglaslikust planeedist, mis on tehtud eraldusvõimega kuni 25 km piksli kohta, on hämmastavad. Kunagi varem pole inimesed Jupiteri pilvede suurepärast ja ähvardavat ilu nii üksikasjalikult näinud.
Laiuskraadide pilvevööd, orkaanid ja võimsa Jupiteri atmosfääri, Suure Punase Laigu hiiglasliku antitsükloni pöörised – kõik see jäädvustas Juno optiline kaamera. Kosmoselaeva Jupiteri kujutised võimaldasid näha planeedi polaaralasid, mis on Maa ja Maa-lähedase orbiidi teleskoopvaatluste jaoks kättesaamatud.
Mõned teaduslikud tulemused
Missioon on teinud muljetavaldavat teaduslikku edu. Siin on vaid mõned:
- Tuvastati Jupiteri gravitatsioonivälja asümmeetria, mis on tingitud atmosfäärivoolude jaotumise iseärasustest. Selgus, et sügavus, milleni need vöödid ulatuvad Jupiteri kettal, ulatub 3000 km-ni.
- Avastati polaaralade atmosfääri keeruline struktuur, mida iseloomustavad aktiivsed turbulentsed protsessid.
- Viidi läbi magnetvälja mõõtmised. See osutus suurusjärgu võrra kõrgemaks kui tugevaim maapealneloodusliku päritoluga magnetväljad.
- Jupiteri magnetvälja kolmemõõtmeline kaart on koostatud.
- Üksikasjalikud pildid auroradest.
- Saadud on uusi andmeid Suure Punase Laigu koostise ja dünaamika kohta.
See pole kõik Juno saavutused, kuid teadlased loodavad saada sellega veelgi rohkem teavet, sest missioon veel kestab.
Juno tulevik
Missioon pidi algselt kestma 2018. aasta veebruarini. Seejärel otsustas NASA pikendada Jupiteri lähedal asuva jaama viibimist 2021. aasta juulini. Selle aja jooksul jätkab see uute andmete kogumist ja saatmist Maale ning jätkab Jupiteri pildistamist.
Missiooni lõpus saadetakse jaam planeedi atmosfääri, kus see põleb. Selline lõpp on ette nähtud selleks, et vältida tulevikus mõne suure satelliidi kukkumist ja selle pinna võimalikku saastumist Junost pärit maapealsete mikroorganismidega. Kosmoselaevani on veel pikk tee minna ja teadlased loodavad rikkalikule teaduslikule „saagile”, mille Juno neile toob.
